Номер 3, страница 89 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Контрольная работа № 4 (итоговая). Вариант 4 - номер 3, страница 89.

Условие.

3. Проводник, по которому протекает электрический ток, расположен перпендикулярно плоскости чертежа (рис. 120). Какая из магнитных стрелок в магнитном поле, созданном проводником с током, изображена правильно?

Рис. 120

Решение.

Для определения правильного положения магнитной стрелки необходимо сначала найти направление линий магнитного поля, которое создается вокруг проводника с электрическим током. Затем нужно соотнести это направление с ориентацией магнитной стрелки.

1. Определение направления магнитного поля.

Направление линий индукции магнитного поля прямого проводника с током определяется с помощью правила правой руки (или правила буравчика).

Правило гласит: если обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока, то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитной индукции поля.

В условии задачи ток $\text{I}$ в проводнике направлен перпендикулярно плоскости чертежа на нас (к наблюдателю), что условно обозначается точкой в круге ($⊙$).

Применяя правило правой руки (располагаем большой палец по направлению "на нас"), видим, что согнутые пальцы охватывают проводник в направлении против часовой стрелки. Таким образом, линии магнитного поля представляют собой концентрические окружности, направленные против часовой стрелки.

2. Ориентация магнитной стрелки.

Магнитная стрелка (компас) в магнитном поле всегда ориентируется таким образом, что ее северный полюс (N), который на рисунке закрашен черным цветом, указывает направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$. Вектор магнитной индукции в каждой точке направлен по касательной к силовой линии магнитного поля.

3. Анализ положения каждой стрелки.

Теперь проверим положение каждой из четырех стрелок, зная, что поле направлено против часовой стрелки:

Стрелка 1 (внизу): В этой точке касательная к окружности, направленной против часовой стрелки, указывает вправо. Северный полюс стрелки 1 направлен влево. Это неверно.

Стрелка 2 (справа): В этой точке касательная к линии поля направлена вверх. Северный полюс стрелки 2 направлен вправо. Это неверно.

Стрелка 3 (вверху): В этой точке касательная к линии поля направлена влево. Северный полюс стрелки 3 направлен вниз. Это неверно.

Стрелка 4 (слева): В этой точке касательная к линии поля направлена вниз. Северный полюс стрелки 4 направлен вверх. Это неверно.

Вывод:

На основании применения правила правой руки и принципа ориентации магнитной стрелки в магнитном поле, можно заключить, что ни одна из представленных на рисунке магнитных стрелок не изображена правильно. Вероятнее всего, в условии задачи допущена ошибка.

Если предположить, что в рисунке была опечатка и ток течет от нас (в плоскость чертежа, $⊗$), то магнитное поле было бы направлено по часовой стрелке. В таком случае в точке 4 вектор индукции был бы направлен вверх, и стрелка 4 была бы изображена правильно. Также в точке 1 вектор индукции был бы направлен влево, и стрелка 1 тоже была бы изображена правильно. Наличие двух верных ответов при таком допущении также указывает на некорректность исходного задания.

Ответ: В соответствии с физическими законами, ни одна из магнитных стрелок на рисунке не изображена правильно.